Dispositif de recherche de l'installation nationale d'allumage, Lawrence Livermore National Laboratory, Livermore, Californie, États-Unis

National Ignition Facility (NIF), appareil de recherche sur la fusion par laser, situé au Lawrence Livermore National Laboratory à Livermore, Californie, États-Unis. Un objectif majeur de l'appareil est de créer une réaction de fusion auto-renouvelable ou produisant de l'énergie pour la première fois. En cas de succès, il peut démontrer la faisabilité des réacteurs à fusion à base de laser, un moyen pour les astrophysiciens de réaliser des expériences stellaires et permettre aux physiciens de mieux comprendre et tester les armes nucléaires.

Proposé pour la première fois en 1994, avec un coût de 1,2 milliard de dollars et un délai d'achèvement estimé à huit ans, l'appareil n'a été approuvé qu'en 1997, et sa construction a connu des problèmes et des dépassements de coûts. Au moment où les 192 lasers qui y étaient utilisés ont été testés ensemble pour la première fois en février 2009, le prix était passé à 3,5 milliards de dollars. La construction du NIF a été certifiée achevée par le département américain de l'Énergie le 31 mars 2009, et il a été officiellement dédié le 29 mai 2009. Les expériences d'allumage par fusion devaient commencer en 2010, et l'appareil devrait fonctionner de 700 à 1 000 expériences par an pendant les 30 années suivantes.

Les faisceaux laser utilisés dans le NIF partent d'un oscillateur maître sous la forme d'une seule impulsion laser à faible énergie (infrarouge) d'une durée de 100 billions à 25 milliardièmes de seconde. Ce faisceau est divisé en 48 nouveaux faisceaux qui sont acheminés à travers des fibres optiques individuelles vers des préamplificateurs puissants qui augmentent l'énergie de chaque faisceau d'un facteur d'environ 10 milliards. Chacun de ces 48 faisceaux est ensuite divisé en 4 nouveaux faisceaux, qui alimentent les 192 principaux systèmes d'amplification laser. Chaque faisceau est acheminé d'avant en arrière à travers des amplificateurs en verre spéciaux et des miroirs réglables, amplifiant les faisceaux d'environ 15000 fois et décalant leur longueur d'onde vers les ultraviolets alors qu'ils parcourent près de 100 km (60 miles) de câbles à fibres optiques. Enfin, les 192 faisceaux sont envoyés vers une chambre cible proche du vide de 10 mètres (33 pieds) de diamètre, où chaque faisceau fournit environ 20 000 joules d'énergie à une petite pastille de deutérium et de tritium (isotopes de l'hydrogène avec neutrons supplémentaires) situés au centre de la chambre. Les faisceaux doivent converger à quelques trillions de seconde les uns des autres au niveau de la pastille sphérique, qui n'est que d'environ 2 mm (environ 0,0787 pouce) de diamètre et refroidis à quelques degrés de zéro absolu (−273,15 ° C ou −459,67 ° F). Bien synchronisés, les faisceaux fournissent plus de 4 000 000 joules d'énergie qui chauffent la pastille à environ 100 000 000 ° C (180 000 000 ° F) et déclenchent une réaction nucléaire.